JP6595888B2 - ソイルミキシングウォールと鋼矢板の接続構造体 - Google Patents

Description

本発明は、ソイルミキシングウォールと鋼矢板からなる異種土留め壁の接続部における接続構造体に関するものである。

ソイルミキシングウォール（ＳＭＷ：Soil Mixing Wall）は、遮水性土留め壁や耐土圧構造物、止水構造物などとして施工されている。

たとえば、ソイルミキシングウォールのみで土留め壁を施工できない箇所等においては、ソイルミキシングウォールと鋼矢板（ＳＰ：Steel Sheet Pail）を組み合わせた、異種土留め壁が施工される場合がある。

具体的には、ソイルミキシングウォールを構成する芯材であるＨ型鋼に対して鋼矢板を取り付けておき、地盤をオーガーで削孔しながら地盤内にセメントスラリーを吐出し、原地盤とセメントスラリーを混練させて混練土を造成後、鋼矢板が取り付けられたＨ型鋼を混練土内に吊り下し、建て込むことにより、ソイルミキシングウォールと鋼矢板の接続構造体が施工される。

鋼矢板が取り付けられたＨ型鋼が芯材として埋設されたエレメントの一方側には複数のエレメントがラップされた状態でソイルミキシングウォールが造成され、他方側には、Ｈ型鋼に取り付けられた鋼矢板のセクションに隣接する鋼矢板のセクションが接続され、当該隣接する鋼矢板にさらに他の鋼矢板が接続されて、ソイルミキシングウォールと鋼矢板からなる異種土留め壁が施工される。

ところで、Ｈ型鋼に対する鋼矢板の取り付け形態としては、鋼矢板のウェブにＨ型鋼の一方のフランジが取り付けられた形態や、鋼矢板をその長手方向に半割りして形成された半割鋼矢板がＨ型鋼の一方のフランジに取り付けられた形態など、多様な形態がある。なお、特許文献１には、鋼矢板のウェブにＨ型鋼の一方のフランジが取り付けられた組合せ鋼矢板が開示されている。

このように多様な組み付け形態の鋼矢板が取り付けられたＨ型鋼を混練土に建て込むに際し、鋼矢板が取り付けられたＨ型鋼の建て込み時のバランスを取るのが難しく、そのために鉛直精度が悪くなり易く、建て込みに手間と時間を要するといった課題がある。

特許第５４１３５４１号公報

特許文献１で開示される鋼矢板が取り付けられたＨ型鋼をはじめ、従来の施工にて適用されている鋼矢板が取り付けられたＨ型鋼は、混練土内への建て込みの際にバランスが悪く、鉛直精度を確保するのが難しく、既述するように建て込みに手間と時間を要している。

本発明は上記する問題に鑑みてなされたものであり、鋼矢板が取り付けられたＨ型鋼の建て込みの際のバランスが取り易く、したがって高い鉛直精度を保証することができ、効率的な建て込みを実施することが可能な鋼矢板が取り付けられたＨ型鋼を具備する異種鋼材ユニットを芯材とする、ソイルミキシングウォールと鋼矢板の接続構造体を提供することを目的とする。

前記目的を達成すべく、本発明によるソイルミキシングウォールと鋼矢板の接続構造体は、ソイルミキシングウォールを構成する芯材であるＨ型鋼の２つのフランジにおける、ウェブを挟んだ対角位置に対して、鋼矢板をその長手方向に半割りして形成された２つの半割鋼矢板が取り付けられ、一方の半割鋼矢板のセクションに別途の鋼矢板のセクションが噛み合っているものである。

本発明のソイルミキシングウォールと鋼矢板の接続構造体は、ソイルミキシングウォールの芯材であるＨ型鋼の２つのフランジにおける、ウェブを挟んだ対角位置に対して、鋼矢板をその長手方向に半割りして形成された２つの半割鋼矢板が取り付けられて構成された異種鋼材ユニットを芯材としている点に特徴を有するものである。

Ｈ型鋼のウェブを挟んだ対角位置に２つの半割鋼矢板が取り付けられていることにより、これを吊り上げた際に左右に傾斜する等のアンバランスが解消され、バランスが取れて鉛直精度の高い状態でエレメントを構成する断面円形の原地盤−セメントスラリー混合攪拌領域（混練土）に対し、２つの半割鋼矢板が取り付けられているＨ型鋼を建て込むことが可能になる。

断面円形の混合土にＨ型鋼が建て込まれると、２つの半割鋼矢板もたとえば同じ混練土内に埋設される。

このエレメントのたとえば左方向には相互にラップしながら造成される別途のエレメントがあり、右方向には鋼矢板の建て込みが実施される形態においては、Ｈ型鋼に取り付けられた右側の半割鋼矢板のセクション（継手）に対し、別途の鋼矢板のセクションを噛み合わせることで、ソイルミキシングウォールと鋼矢板の接続構造体が構成される。

なお、上記の形態においては、左側の半割鋼矢板のセクションには別途の鋼矢板は接続されない。すなわち、左側には別途のエレメント（ＳＭＷ）が造成されることより、別途の鋼矢板の接続は不要である。

すなわち、上記の形態においては、左側の半割鋼矢板は、あくまでも２つの半割鋼矢板が取り付けられているＨ型鋼の建て込み時のバランスを確保するためのいわゆる捨て部材となっている。

このように、鋼矢板が取り付けられているＨ型鋼の建て込み時のバランスを確保するために、捨て部材をＨ型鋼に取り付けておくという技術思想は従来にはなく、斬新な技術思想と言える。

ここで、前記Ｈ型鋼と前記半割鋼矢板がボルト接続されているのが好ましい。

Ｈ型鋼と半割鋼矢板の接続方法としては、溶接接続やボルト接続などが挙げられる。このうち、溶接接続は接続箇所の止水性を良好にする一方で、施工に時間を要してしまう。

本発明の接続構造体では、Ｈ型鋼のフランジと半割鋼矢板の接続箇所は混練土内に存在することから、Ｈ型鋼のフランジと半割鋼矢板の接続箇所に止水性が保証されていない場合でも、接続構造体としての止水性は十分に保障される。

上記する止水性が不要であることを前提とすれば、ボルト接続は溶接に比して施工性が良好であることより、Ｈ型鋼と半割鋼矢板の接続はボルト接続が好ましい。

また、本発明はソイルミキシングウォールと鋼矢板の接続構造体の芯材となる異種鋼材ユニットにも及ぶものであり、この異種鋼材ユニットは、Ｈ型鋼の２つのフランジにおける、ウェブを挟んだ対角位置に対して、鋼矢板をその長手方向に半割りして形成された２つの半割鋼矢板が取り付けられているものである。

既述するように、本発明の異種鋼材ユニットによれば、Ｈ型鋼のウェブを挟んだ対角位置に２つの半割鋼矢板が取り付けられていることにより、これを吊り上げた際に左右に傾斜する等のアンバランスが解消され、バランスが取れて鉛直精度の高い状態で異種鋼材ユニットを建て込むことが可能になる。

また、少なくとも一方の半割鋼矢板の有するセクションにベントナイトからなる防護体が間詰めされているのが好ましい。

本実施の形態では、２つの半割鋼矢板が取り付けられているＨ型鋼の建て込みに際して半割鋼矢板のセクションを防護するべく、セクションにはベントナイト（粘土）が防護体として間詰めされている。なお、防護体にて防護するセクションは、別途の鋼矢板と接続される一方の半割鋼矢板のみでよいが、双方の半割鋼矢板のセクションに防護体を設けることを排除するものではない。

ここで、間詰め材として発泡スチロールも使用可能ではあるが、セクションに挿入可能な形状および寸法に加工する必要があることから、単にセクションに流し込むだけで間詰めできるベントナイトを使用するのがよく、ベントナイトからなる防護体を適用する。

本発明のソイルミキシングウォールと鋼矢板の接続構造体によれば、ソイルミキシングウォールの芯材であるＨ型鋼の２つのフランジにおける、ウェブを挟んだ対角位置に対して、鋼矢板をその長手方向に半割りして形成された２つの半割鋼矢板が取り付けられている異種鋼材ユニットを芯材として適用したことにより、混練土内への建て込みの際にバランスが取り易く、鉛直精度の高い状態で建て込むことができる。そのため、芯材の鉛直精度の高い接続構造体を効率的に施工することが可能になる。

本発明の接続構造体を構成する、本発明の異種鋼材ユニットの実施の形態１を示した斜視図である。 本発明の異種鋼材ユニットの実施の形態２を示した斜視図である。 本発明の接続構造体を示した平面図である。

以下、図面を参照して本発明の異種鋼材ユニットの実施の形態１，２とソイルミキシングウォールと鋼矢板の接続構造体の実施の形態を説明する。

（異種鋼材ユニットの実施の形態１，２、および、ソイルミキシングウォールと鋼矢板の接続構造体の実施の形態）
図１は本発明の接続構造体を構成する、本発明の異種鋼材ユニットの実施の形態１を示した斜視図であり、図２は本発明の異種鋼材ユニットの実施の形態２を示した斜視図である。また、図３は本発明の接続構造体を示した平面図である。

まず、図１を参照して、異種鋼材ユニットの実施の形態１を説明する。図１で示す異種鋼材ユニット１０は、ウェブ１ａ、２つのフランジ１ｂから構成されるＨ型鋼１の各フランジ１ｂにおける、ウェブ１ａを挟んだ対角位置に対して、鋼矢板をその長手方向に半割りして形成された２つの半割鋼矢板２が取り付けられてその全体が大略構成されている。

フランジ１ｂに対する半割鋼矢板２の取り付けは、図示するように数ｍピッチのボルト３によるボルト接続にておこなわれる。

図示するＨ型鋼１のように、ソイルミキシングウォールの芯材として適用されるＨ型鋼１は一般に長尺であることから、Ｈ型鋼１に半割鋼矢板２を溶接接続する場合に比して、ボルト接続による場合は接続効率が極めて高くなる。

フランジ１ｂに半割鋼矢板２がボルト接続された状態において、半割鋼矢板２のセクション２ａはフランジ１ｂの外側に張り出した位置にあり、不図示の他の鋼矢板のセクションと接続可能である。

図示する異種鋼材ユニット１０のように、２つの同形で同寸法の半割鋼矢板２がＨ型鋼１の各フランジ１ｂにおける、ウェブ１ａを挟んだ対角位置に取り付けられていること、言い換えれば、Ｈ型鋼１の軸心Ｌに対して点対象の位置にあることにより、Ｈ型鋼１が不図示のクレーン等で吊り上げられた際にＨ型鋼１はアンバランスに傾斜することなく、鉛直姿勢を安定的に保持することが可能になる。

一方、図２で示す異種鋼材ユニット１０Ａは、半割鋼矢板２のセクション２ａにベントナイトからなる防護体７が間詰めされ、この防護体７でセクション２ａが防護されたものである。

セクション２ａの間詰め方法（防護方法）としては、定型の発泡スチロールを詰め込む方法なども考えられるが、定型部材はセクション２ａの寸法および形状に応じた部材を用意する必要があり、セクション２ａへの挿入にも手間がかかることから、図示するようにベントナイトを間詰めすることで防護体７を形成するのがよい。

次に、図３を参照して、本発明のソイルミキシングウォールと鋼矢板の接続構造体について説明する。

図示する接続構造体１００は、断面円形の原地盤−セメントスラリー混合攪拌領域（混練土５）内に図１で示すＨ型鋼１に２つの半割鋼矢板２が取り付けられてなる異種鋼材ユニット１０が芯材として埋設されたソイルミキシングウォール６（のエレメント）と、２つの半割鋼矢板２のうちの一方の半割鋼矢板２（図示例では右側の半割鋼矢板２）のセクション２ａに別途の鋼矢板４のセクション４ａが噛み合うことでその全体が構成されている。

接続構造体１００を構成するエレメントの左側には別途のエレメント（混練土５内にＨ型鋼１が埋設されたもの）が相互にラップした姿勢で造成されており、この別途のエレメントが左側に所定数造成されることで所定延長のソイルミキシングウォールが形成される。

一方、接続構造体１００を構成するＨ型鋼１に接続された半割鋼矢板２のセクション２ａに噛み合っている別途の鋼矢板４には、さらに別途の鋼矢板４が接続され、この別途の鋼矢板４も右側に所定数設置されることで所定延長の鋼矢板壁が形成される。

接続構造体１００において、Ｈ型鋼１にボルト固定されている２つの半割鋼矢板２は混練土５内に収容されている。そのため、Ｈ型鋼１と半割鋼矢板２の固定が溶接でなく、ボルト３によるものであっても、この固定部における止水性は混練土５にて保障される。

また、図３から明らかなように、異種鋼材ユニット１０を構成する２つの半割鋼矢板２のうち、隣接するソイルミキシングウォール６が造成される側（図示例では左側）の半割鋼矢板２のセクション２ａには別途の鋼矢板は接続されない。

すなわち、左側の半割鋼矢板２はあくまでも２つの半割鋼矢板２が取り付けられているＨ型鋼１の建て込み時のバランスを確保するためのいわゆる捨て部材である。

このように、図示するソイルミキシングウォールと鋼矢板の接続構造体１００によれば、Ｈ型鋼１の２つのフランジ１ｂにおける、ウェブ１ａを挟んだ対角位置に対して、鋼矢板をその長手方向に半割りして形成された２つの半割鋼矢板２が取り付けられてなる異種鋼材ユニット１０を芯材として適用したことにより、混練土５内への建て込みの際にバランスが取り易く、鉛直精度の高い状態で建て込むことが可能になる。

そのため、芯材（異種鋼材ユニット１０）の鉛直精度の高い接続構造体１００を効率的に施工することができる。

そして、芯材の鉛直精度が高いことに起因して、半割鋼矢板２と別途の鋼矢板４のセクション２ａ，４ａを介した接続も容易となり、鉛直精度の高いソイルミキシングウォール６と鋼矢板４からなる異種土留め壁を施工することができる。

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更等があっても、それらは本発明に含まれるものである。

１…Ｈ型鋼（芯材）、１ａ…ウェブ、１ｂ…フランジ、２…半割鋼矢板、２ａ…セクション、３…ボルト、４…鋼矢板、４ａ…セクション、５…混練土、６…ソイルミキシングウォール、７…防護体、１０，１０Ａ…異種鋼材ユニット、１００…接続構造体（ソイルミキシングウォールと鋼矢板の接続構造体）

Claims (2)

1. ソイルミキシングウォールを構成する芯材であるＨ型鋼の２つのフランジにおける、ウェブを挟んだ対角位置に対して、鋼矢板をその長手方向に半割りして形成された２つの半割鋼矢板が取り付けられ、一方の半割鋼矢板のセクションに別途の鋼矢板のセクションが噛み合っている、ソイルミキシングウォールと鋼矢板の接続構造体。
2. 他方の半割鋼矢板のセクションは別途の鋼矢板のセクションと噛み合うことなく、ソイルミキシングウォールを構成するソイルセメント内に埋設されている請求項１に記載のソイルミキシングウォールと鋼矢板の接続構造体。

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